Chương 3: Ước tính chất lượng kênh và cân bằng kênh
- 37 -
*
l
2
s
1N
1Nm
1L
1i lm0
2
slim
*
im hNhhC c
(3.26)
Phương trình (3.26) tạo thành 2N-1 phương trình tuyến tính. Giải các phương trình
này sẽ thu được các tham số bộ lọc tối ưu theo chuẩn MSE.
Lỗi MMSE được xác định thông qua các tham số của CIR và bộ cân bằng theo
phương trình:
1N
1Nm mm
2
ShC1MMSE (3.27)
trong miền tần số như sau :
fCfNfCfH1fSfS
ˆ
fSfE (3.28)
Trong đó
2
N
fN 0
2,
2
s
2
fS , với 2
s
là công suất phát tín hiệu, giả thiết rằng
tạp âm và tín hiệu không tương quan với nhau, vì thế ta có:
2
0
2
2
s
2fC
2
N
fCfH1fE (3.29)
Ước tính bình phương của phương trình trên ta được:
2
s
0
2
0
2
s
0
2
0
2
s
22
2
N
fH
1
2
N
2
N
fH
fH
fC
2
N
fHfE
(3.30)
Từ (3.16) dễ dàng thấy để
2
eE cực tiểu thì thành phần thứ nhất của (3.20) phải =
0 do đó ta sẽ tính được hệ số cân bằng tối ưu như sau:
Chương 3: Ước tính chất lượng kênh và cân bằng kênh
- 38 -
2
s
0
2
opt
2
N
fH
fH
fC
(3.31)
Thay (3.31) vào (3.32) ta có lỗi trung bình bình phương cực tiểu là:
df
2
N
fH
fH
2
TN
eE T2
1
T2
12
s
0
2
2
0
2
(3.32)
3.6 Kết luận chương
Các kĩ thuật ước tính và cân bằng kênh tỏ ra quan trọng trong các hệ thống
truyền dẫn vô tuyến. Việc ước tính kênh chính xác sẽ xác định được trạng thái kênh
hiện thời quyết định thành công cho các giải pháp cân bằng kênh và các công nghệ
điều chế. Kĩ thuật cân bằng kênh giúp giảm ISI, hạn chế các ảnh hưởng của kênh
phadinh lựa chọn tần số, hiệu ứng đa đường. Chính nhờ thế mà nâng cao tốc độ và
hiệu năng truyền dẫn.
Chương 4: Một số phương pháp thích nghi sử dụng trong hệ thống OFDM
- 39 -
CHƯƠNG 4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THÍCH NGHI
SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG OFDM
4.1 Giới thiệu chương
Kĩ thuật OFDM tỏ ra khá hiệu quả với các nhược điểm của môi trường vô
tuyến như fading lựa chọn tần số, nhiễu dải băng hẹp và nâng cao hiệu suất sử dụng
phổ và một số ưu điểm khác đã trình bày trong chương 2. Tuy nhiên, OFDM vẫn tồn
tại một số nhược điểm vốn có của kĩ thuật trực giao và nhược điểm mà tất cả các kĩ
thuật điều chế điều chế truyền thống đều có, đó là:
Sử dụng các tham số điều chế cố định để đảm bảo chất lượng truyền dẫn tại
trạng thái xấu nhất của kênh truyền nên sẽ có thông lượng kênh như nhau ở
mọi thời điểm dẫn đến lãng phí hiệu quả phổ tần hệ thống.
Điều chế thích nghi được sử dụng để thích nghi động tham số điều chế ứng với các
thông số tức thời của kênh, nhằm mục đích đảm bảo chất lượng truyền dẫn và tăng
thông lượng. Có nhiều phương pháp thích nghi, ở đây chỉ tập trung tìm hiểu 3 thuật
toán cơ bản đó là:
Thích nghi theo SNR phát trên mỗi sóng mang
Thích nghi theo cơ chế chuyển mức điều chế
Thích nghi theo cơ chế chọn lọc sóng mang
với hai nhiệm vụ là:
Tạo ra chất lượng dịch vụ truyền dẫn (QoS) cao.
Tạo thông lượng truyền dẫn cao.
Chương 4: Một số phương pháp thích nghi sử dụng trong hệ thống OFDM
- 40 -
Ngoài ra chương này cũng tiến hành tìm hiểu chu trình hoạt động của hệ thống
AOFDM (Adaptive Orthogonal Frequency Division Modulation), đưa ra mô hình
thuật toán cho cơ chế chọn lọc sóng mang đồng thời đi phân tích một số lưu đồ thuật
toán quan trọng trong quá trình mô phỏng.
4.2 Lưu đồ thuật toán
Điều chế thích nghi chính là lựa chọn hình thức điều chế một cách động để
thu được thông lượng tối ưu khi mức SNR thu biến đổi trong phạm vi rộng theo thời
gian. Trong thuật toán điều chế thì các tham số điều chế được xác định bởi thuộc
tính của kênh. Tức là các tham số điều chế sẽ là một hàm của các tham số kênh.
Tham số điều chế = f (tham số kênh)
Quá trình thích nghi sẽ được thực hiện theo lưu đồ thuật toán H 4.1
Hình 4.1 Lưu đồ thuật toán điều chế thích nghi
Chương 4: Một số phương pháp thích nghi sử dụng trong hệ thống OFDM
- 41 -
4.3 Kiến trúc của những hệ thống điều chế thích nghi
Hình 4.2 Kiến trúc của những hệ thống điều chế thích nghi
Hình 4.2 cho thấy điều chế thích nghi được sử dụng để thay đổi các tham số điều
chế theo trạng thái kênh. Để thực hiện điều này thì phía phát phải biết trạng thái
kênh trước khi truyền dẫn, và thông tin về kênh phải tuyệt đối chính xác. Phương
pháp xác định trạng thái kênh còn được gọi là ước lượng kênh. Có hai phương pháp
ước lượng kênh khác nhau, cách thứ nhất là phía phát nhận thông tin hồi tiếp về
kênh từ phía thu, cách thứ hai là phía phát tự ước lượng kênh. Tuy nhiên đồ án sẽ
tập trung vào phương pháp thứ nhất.
4.4 Chu trình hoạt động của hệ thống AOFDM
Chu trình hoạt động của hệ thống AOFDM bao gồm 3 bước cơ bản:
-Ước lượng chất lượng kênh
-Chọn các tham số cho quá trình phát tiếp theo
-Báo hiệu hay tách sóng mù về các tham số được sử dụng
4.4.1 Ước lượng chất lượng kênh